1. ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Интеллектуальные транспортные системы и их состояние

в современном мире

Для того, чтобы вникнуть в смысл понятия ИТС, рассмотрим его с

двух разных сторон: ИТС как интеллектуальная система и ИТС как

информационная система, начнём с первого

Интеллектуальными системами (ИС) называют системы, способные

решать задачи, традиционно считающиеся творческими, без или с

минимальным участием человека. Английский термин «intelligent» имеет

одним из значений «обладающий искусственным интеллектом; способный

к адаптации, саморегулируемый (о программе, аппарате)», т.е. имеется в

виду не интеллект в общем смысле, а именно искусственный интеллект,

моделирующий мыслительный процесс человека.

В интеллектуальных транспортных системах (ИТС) (англ. Intelligent

Transportation System) под интеллектуальностью понимают автоматическое

(или с минимальным участием формирование управляющих воздействий на

объекты транспортной системы в реальном времени с целью

манипулирования участниками транспортной системы для более

равномерного распределения транспортной нагрузки в сети. Одним из

примеров является использование вышеназванных ЭС для управления ТП,

близких к насыщению.

Кроме усиления умственных способностей человека при принятии

решений на транспорте, к «интеллекту» ИТС следует также отнести

способность управления в реальном времени отдельными ТС и ТП в целом.

Понятно, что скорость и качество принятия решений ИТС в общем случае

превышают возможности водителя или оператора и напрямую влияют на

безопасность на дорогах. Для возможности работы в такой системе должна

функционировать обратная связь, которая обеспечивает автоматическую

передачу оперативных данных о работе объектов транспортной системы в

центр управления либо в точки локального принятия решений.

ИТС относят к автоматизированным системам, помогающим в

принятии человеком наилучших решений. Иначе говоря, к системам

поддержки принятия решений (СППР) в транспортной сфере. Это система,

объединяющая в единый технический и технологический комплекс

различные подсистемы для мониторинга, аналитики и управления ТП, а

также информирования участников дорожного движения и потенциальных

субъектов транспортного процесса.

Таким образом, ИТС - ИС, использующая инновационные разработки

в моделировании транспортных систем, регулировании ТП,

предоставляющая конечным потребителям большую информативность и

безопасность, а также качественно повышающая уровень взаимодействия

участников движения по сравнению с обычными транспортными

системами.

ИТС являются современными приложениями, которые без

использования интеллекта как такового направлены на предоставление

инновационных услуг, относящихся к различным видам транспорта и

управлению движением, и позволяющих различным пользователям быть

лучше осведомленными, а также обеспечивая большую безопасность, более

координированное и «разумное» использование транспортных сетей.

Приведенные определения дают представление о главных целях ИТС:

 информативность и безопасность

 качественно новый уровень информационного взаимодействия

участников дорожного движения.

ИТС являются местом соприкосновения автотранспортной

индустрии, индустрии информационных технологий и базируются на двух

«китах» - моделировании транспортных систем и регулировании ТП.

Следует отметить, что ИТС не обязательно должна решать именно

интеллектуальные задачи (как отмечено в «европейском» определении). В

Европе чаще используется понятие «транспортная телематика» как

сочетание слов «телекоммуникация» и «информатика», которая объединяет

информационную и телекоммуникационную технологии с организацией

движения транспортных потоков так, чтобы повысилась пропускная

способность существующей транспортной инфраструктуры, возросла

безопасность движения, и повысился психологический комфорт

пассажиров.

Отсюда происхождение термина транспортная телематическая

система (ТТС), которая, по сути, синоним ИТС. Можно сказать, что ИТС -

подкласс ТТС, в котором под интеллектом следует понимать управляющие

алгоритм.

Подводя итог, можно сказать, что: «ИТС - это системная интеграция

современных информационных и коммуникационных технологий и средств

автоматизации с транспортной инфраструктурой, транспортными

средствами и пользователями, ориентированная на повышение

безопасности и эффективности транспортного процесса, комфортности для

водителей и пользователей транспорта».

Теперь перейдём к объяснению ИТС как информационной системы.

В общем случае любая информационная система предназначена для

решения следующих задач:

 получение информации о некоторой предметной области

 обработка этой информации по заданным законам

 представление результатов обработки в необходимом виде

потребителям

Соответственно, функциональная структура информационной

системы должна включать в себя:

 процессы получения необходимой информации о предметной

области

 передачу полученной информации на объект, где

осуществляется обработка

 обработку информации

 передачу полученных результатов на объект, где находятся

потребители информации

 представление полученной информации потребителям

В случае же с ИТС ее функциональная структура может включать в

себя следующие процессы:

 получение информации о ТП, которая может поступать от

датчиков транспорта, средств видеонаблюдения

 получение информации о метеоусловиях на дорогах

 передача полученной информации для дальнейшей обработки

 обработка информации

 передача результатов обработки информации на бортовые,

индивидуальные (переносные коммуникационные устройства) и групповые

(светофоры, изменяемые дорожные знаки, информационные табло)

средства представления информации

 представление информации бортовыми средствами,

размещенными на ТС

 представление информации пользователям, в том числе на

средства отображения индивидуального пользования, включая переносные

устройства

Минимально функциональная структура ИТС должна включать хотя

бы один из процессов получения информации, соответствующий процесс

передачи полученной информации для обработки и собственно процесс

обработки информации. Функциональной структуре ИТС соответствует

физическая структура системы, отражающая состав физических

компонентов и связи между ними.

Применительно к ТТС подсистема сбора и обработки информации

включает следующие элементы см. Рисунок 1

Рисунок 1 - Общая структура ТТС

Бортовой автомобильный навигационно-информационный комплекс

(БАНИК) включает бортовой навигационно-информационный терминал, в

состав которого входят приемник сигналов глобальных навигационных

спутниковых систем (ГНСС), вычислительное устройство, устройство

связи с внешними абонентами, пользовательский интерфейс

Ключевым вопросом для улучшения транспортной системы, является

вопрос о нынешнем её состояние. Для прогресса в данной сфере

необходимо узнать на каком примерном уровне находится ИТС и какие у

системы имеются недостатки.

Следует отметить, что в ряде случаев необходимость в ИТС совсем

неочевидна, поскольку многие проблемы удастся решить грамотным

использованием имеющихся мер по организации движения. Изменение

инфраструктуры (строительство дорог, развязок и т.д.) связано со

значительными финансовыми вложениями. При этом, очевидно, что цена

ошибок в градостроительстве весьма высока. Известны, например, случаи,

когда строительство новой дороги только ухудшало ситуацию (по причине

нарушения транспортного равновесия). Поэтому внедрение ИТС часто

начинают с применения организационных мер. Главная цель этих мер -

уменьшить спрос на передвижение на индивидуальном транспорте. В этой

связи следует отметить, что все более популярным становятся такие формы

как краткосрочная аренда (каршеринг) и совместное использование авто

(карпулинг), которые сегодня функционируют в формате MaaS (mobility as

a service) или «мобильность как услуга». В этой системе пользователь

получает на свой смартфон готовое решение, как добраться из одной точки

города в другую. В результате снижается потребность в необходимости

иметь транспорт в личном пользовании, сокращаются парковочные места,

дороги становятся свободнее.

Необходимость доминирования общественного транспорта.

Необходимость развития сети городского ОТ подкрепляет теорема Даунса:

«Если в плотно застроенном городе машины более или менее доступны

среднему классу, то сколько бы вы ни построили дорог и развязок, рано или

поздно они все равно будут забиты». Как только обеспеченный человек

видит, что пробок стало меньше благодаря новому шоссе, он почти сразу

пересаживается с метро или трамвая на собственное авто. И, наоборот, если

благодаря новым веткам метро добираться на работу стало заметно

быстрее, горожанин оставляет автомобиль в гараже, разгружая трафик.

Известно, что 70 % жителей Москвы используют ОТ. Если всех пересадить

на ОТ, то проблема пробок исчезнет, поскольку подсчитано, что по

эффективности использования дороги 100 м автомобилей соответствуют

одному автобусу.

Показателен следующий пример, характеризующий соотношение

между уровнем развития ОТ и затратами городского бюджета на

обеспечение мобильности населения

Во всех странах придумывают разные решения устранения пробок на

дорогах, ниже приведена Таблица , где слева написана страна, а справа

пусти решения проблемы

Как видно по таблице во всех странах свои пути решения проблем

транспортной инфраструктуры. Для наглядности рассмотрим в

подробностях ИТС России и США

Таблица 2 - меры для устранения пробок в разных странах

Страна

Решение

Германия

Реализуется следующая стратегия: рабочий

день начинать ранним утром и заканчивать в

районе 14 ч, что позволяет смещать час «пик»

В выходные и праздники в Германии

действует запрет на движение грузового

транспорта по скоростным магистралям, что

положительно сказывается на количестве и

протяженности пробок в эти дни.

Окончание Таблицы 2

Швейцария

Парк автомобилей находится в совместном

пользовании сразу нескольких водителей. Зачем

каждому по машине, если одному она нужна

только для того, чтобы добираться до работы,

другой намерен ездить в течение дня, а третьему

она необходима исключительно на выходных

Если поток машин на левой полосе более

плотный и медленный, то можно опередить его

справа, оставаясь на полосе.

Сингапур

В Сингапуре действует система налоговых

вычетов для тех автовладельцев, которые

регистрируют свой автомобиль как подлежащий

использованию только в выходные дни или вне

часов «пик».

Нельзя использовать автомобиль на дорогах

Сингапура с 7:00 до 19:00 по будням, а если все же

необходимо его использовать - приобретается

однодневная лицензия

Китай

ограничена продажа автомобилей (номера

автомобилей исключены из свободной продажи и

разыгрываются в лотерею). Желающих выиграть

номер в 50 раз больше продаваемых номеров.

население активно пересаживают на ОТ, в

частности, выдача бесплатных билетов на метро

для владельцев автомобилей

В США развитие ИТС базируется на национальных программах,

реализуемых Министерством транспорта. В 1991 г. Конгресс США законом

ISTEA впервые учредил разработанную Минтрансом США федеральную

программу - Пятилетний национальный программный план развития

ИТС.В 1996 г. началась разработка программы стандартов ИТС по списку

критических интерфейсов. В 1998 г. в соответствии с законом TEA21

началась разработка научно-исследовательской программы ИТС и

программы развертывания ИТС, определена ведущая роль Минтранса

США в продвижении интегрированной ИТС, созданы структуры

федерального уровня, в том числе объединенный офис программы ИТС,

который финансирует научно-исследовательские работы, управляет

эксплуатационными испытаниями, координирует разработку стандартов и

действия федеральных агентств.

Большинство государственных инициатив, таких как «Национальная

архитектура ИТС», «Программа разработки стандартов»,

«Информационные системы и сети для коммерческих ТС (CVISN)»,

«Программы общественного городского транспорта, сельские ИТС,

мероприятия по безопасности пассажиров» и «Оценочная программа»

создали основу, на которой в январе 2002 г. построен «План Программы

Национальной интеллектуальной транспортной системы: Видение на 10

лет» и разработан критический интерфейс для взаимодействия на

региональном, штатном и национальном уровнях. Учреждена

«Национальная расчетная палата ИТС» для обмена информацией и

формирования политики. Таким образом, в США создана система

постоянно обновляемых официальных стратегических и программных

документов по развитию ИТС, которая охватывает все уровни

планирования - от стратегического до текущего, гарантируя на

законодательном уровне участие государства в исследованиях, разработках

и развертывании ИТС.

На сегодня технология ИТС признана господствующей тенденцией не

только на транспортном, но и на потребительском рынке. К 2010 г. было

разработано около 100 стандартов и документов поддержки.

Уже к 2005 г. значительная часть американских дорог была оснащена

средствами ИТС. Система управления дорожными знаками на главных

дорогах Лос-Анджелеса сокращает количество остановок ТС на 41 %, время

поездки на 18 % и потребление топлива на 13 %. Внедрение системы

электронной оплаты за проезд Е-ZPass в Нью-Джерси уменьшило задержку

всех ТС на площадках платежей на 85 %, а электронные системы обработки

накладных и передача грузов с одного вида транспорта на другой в г. Чикаго

и Нью-Йорке уменьшили затраты времени на 57%.

Помощь сервисов ИТС США в решении транспортных проблем

показана в Таблица

Таблица 3 - сервисы отвечающие за транспортные проблемы

Проблема, решаемая ИТС

Группа пользовательских

сервисов

Управление дорожным

движением и действия по

отношению к его участникам

Управление перемещениями и

дорожным движением (Traveland

Traffic Management)

Конструкция ТС

Усовершенствованные системы

активной безопасности (Advanced

Vehicle Safety Systems)

Коммерческие перевозки

Деятельность грузового

транспорта (Commercial Vehicle

Operations)

Управление данными ИТС

Управление информацией

(Information Management)

Окончание таблицы 3

Общественный транспорт

Управление общественным

транспортом (Public Transportation

Management)

Электронные платежи на

транспорте

Электронные платежи (Electronic

Payment)

Катастрофы и чрезвычайные

ситуации

Управление в чрезвычайных

ситуациях (Emergency

Management)

Перейдём к ИТС РФ. В России, которая также активно включилась в

работу по созданию собственной интеллектуальной транспортной системы,

при Госстандарте России создан технический комитет TK 57

«Интеллектуальные транспортные системы». Комитет создан приказом

Госстандарта России от 22 июля 2011 г. № 3821 с целью реализации

Федерального закона от 27 декабря 2002 г. № 184-Ф3 «О техническом

регулировании»: повышения эффективности работ по национальной,

региональной и международной стандартизации в области

интеллектуальных транспортных систем.

Ведется работа по разработке национальных стандартов ИТС. На

территории России действует только один стандарт, связанный с

организацией ИТС. Таким стандартом является ГОСТ Р ISO 14813-1-2011

Группа Д20.

Вопросы, связанные с ИТС, представлены в Транспортной стратегии

РФ до 2030 г. : «Единая информационная среда транспортного комплекса

является частью инфраструктуры транспортной отрасли и состоит из:-

управленческого уровня (информационная среда верхнего уровня

управления транспортным комплексом - Министерство транспорта РФ,

находящиеся в его ведении службы и агентства);- технологического уровня

(информационная среда технологической интеграции различных видов

транспорта и участников транспортного процесса, ИТС);-

пользовательского уровня (информационная среда транспортных услуг и

информационного обслуживания клиентов).

Основные цели транспортной стратегии Российской Федерации на

период до 2030 г.:

 Формирование единого транспортного пространства России

 Обеспечение доступности, объема и конкурентоспособности

транспортных услуг по критериям качества для грузовладельцев на уровне

инновационного развития экономики страны

 Обеспечение доступности и качества транспортных услуг для

населения в соответствии с социальными стандартами

 Интеграция в мировое транспортное пространство и реализация

транзитного потенциала страны

 Повышение уровня безопасности транспортной системы

 Снижение вредного воздействия транспорта на окружающую

среду

Основным направлением в рамках модернизации транспортного

комплекса России является максимальное обеспечение безопасности

пассажиров и развитие информационных сервисов на транспорте.

Немаловажную роль здесь играют спутниковые технологии ГЛОНАСС -

российская спутниковая система навигации, имевшая изначально военное

предназначение и ИТС. Например, в настоящее время в Москве свыше 11

тыс. единиц коммунальной техники оснащены модулями ГЛОНАСС.

Поступающая в режиме реального времени информация позволяет

значительно облегчить дорожную ситуацию. Так, например, при

возникновении пробки в результате ДТП все связанные с происшествием

службы мгновенно оповещаются об этом с приложением точных координат

места происшествия. Диспетчеры маршрутов ОТ, анализируя снизившуюся

скорость движения, могут изменить маршруты транспорта, направляя его в

объезд места ДТП. Диспетчеры муниципальных служб могут временно

прекратить уборку параллельной улицы, «отзывая» находящуюся на ней

технику и освобождая полосы для уходящих с заблокированной дороги

машин. Такой целостный мониторинг дорожной ситуации в городе

позволяет ИТС гармонизировать распределение ТП.

Проблемы ИТС в России связаны с тем, что многие виды связевого

взаимодействия в России доступны только в отдельных регионах. Даже

если они технически присутствуют, нет опыта и знаний, нет

государственной инициативы.

1.2 Принципы создания ИТС и её архитектура

Процесс создания ИТС индивидуален и зависит от ситуации в

регионе, который в ней нуждается. Принципы создания ИТС делятся на

несколько частей

 Системный подход

В соответствии с принципом системного подхода любая ИС, в том

числе и ИТС, сначала должна исследоваться во взаимоотношении с

внешней средой, а затем внутри своей структуры. Это позволяет перейти от

требований внешних систем к целям, от целей к функциям системы, затем

к конкретным техническим характеристикам оборудования. Данному

подходу необходимо следовать и при проектировании ИТС.

 Учёт всех влияющий факторов

Основных факторов, отрицательно влияющих на гармоничность

транспортной системы, два: недостаточность мощностей транспортной

инфраструктуры и слабый уровень управления ТП.

Для того чтобы не допустить хаоса в транспортной системе,

необходимо воздействовать на оба этих фактора, но, учитывая большие

финансовые вложения в развитие транспортной инфраструктуры,

необходимо максимально исключить воздействия, влияющие на

равномерность ТП.

 Модульность

Функциональность пользовательских сервисов должна быть

распределена между модульными компонентами, чтобы увеличить

надежность, обеспечить масштабируемость и удовлетворить различные

потребности.

 Поэтапность

Не существует «полной» ИТС, которая включает все мыслимые

инновационные разработки и охватывает весь спектр направлений.

Огромные финансовые вложения (например, в Москве на создание ИТС

было потрачено порядка 500 млн евро), требующиеся для этого, должны

быть обоснованы. В каких-то крупных городах требуется «умная»

дорожная инфраструктура, в других - в приоритете ОТ, насыщение

детекторами транспортного потока, проблема парковок, электронных

платежей за въезд в центр города, информирование водителей и пр. По этой

причине создание ИТС в каждом городе происходит, начиная с самого

«узкого места».

 Комплексирование

Данный принцип предусматривает решение одной системой либо ее

компонентом максимально возможного круга задач. Этот принцип

определяет оптимальную организацию ИТС, когда все телематические

задачи на одной территории решаются локальной ИТС, а все

телематические задачи на борту одного ТС - единственным бортовым

телематическим терминалом.

 Архитектурное единство всех локальных проектов

Этот принцип определяет требование разработки проектов локальных

ИТС на основе национальной архитектуры и обеспечивает тем самым

снижение затрат, необходимых для развертывания систем первого этапа и

дальнейшего наращивания их возможностей, в том числе за счет

интеграции систем.

 Интероперабельность

Это принцип, который требует обеспечения автоматического

взаимодействия локальных ИТС, функционирующих на одной либо

соседних территориях, а также бортовых телематических терминалов с

системами, обслуживающими различные территории. Соблюдение данного

принципа возможно, когда разработка отдельных систем базируется на

общих стандартах.

 Стандартизации и открытость интерфейсов

Должны быть стандартизованы интерфейсы пользователей, в первую

очередь водителей ТС, интерфейсы взаимодействия бортовых

телематических терминалов с различными коммуникационными

компонентами систем и объектами обработки данных. Стандартизованные

интерфейсы должны быть открытыми, т.е. обеспечивать возможность

дополнения интерфейсов без переработки ранее созданных компонентов.

 Переносимость технических решений

Технические решения ИТС, в первую очередь их программное

обеспечение, реализуются путем минимизации зависимости систем от

конкретной аппаратной реализации. Тем самым обеспечивается

возможность тиражирования систем и их компонентов, снижающих

затраты на их разработку.

 Извлечение и использование новых знаний

Данный принцип предусматривает необходимость накопления

информации о движении ТС, их постоянного анализа и выявления

закономерностей с целью разработки и совершенствования методов и

средств оптимизации использования УДС, УДД, а также моделирования

транспортных процессов.

Так же есть «информационные» принципы, используемые при

разработке ИТС: полнота и пригодность информации для пользователя,

точность исходной информации, своевременность, ориентированность на

качество транспортного сервиса, гибкость, индивидуализация требований

к технологическому оборудованию ИТС.

При внедрении ИТС следует четко понимать, каким образом

закупленное оборудование будет способствовать достижению целей:

повышать информативность, безопасность и улучшать информационное

взаимодействие. Ответ лежит в области функциональной декомпозиции,

позволяющей перейти от поставленных целей к функциям будущих систем,

попутно цепляя все необходимое из смежных областей. Переходить к

техническим характеристикам оборудования нужно только после того, как

определены основные пути решения задач.

Реализация принципа системного подхода, который проявляется в

первую очередь в интеграции и взаимодействии всех элементов ИТС.

Выделяют несколько форм интеграции при создании ИТС, среди которых:

функциональная, временная, институциональная и интеграция баз данных

Приведем пример взаимодействия подсистем при выполнении

операции «Выбор оптимального маршрута», см. Рисунок 2

Данные, полученные подсистемой управления дорожным движением

от периферийной подсистемы дорожной сети, используются для анализа

состояния ТП и оценки качества функционирования сети. Дорожные

контроллеры на основе этой информации выполняют прогнозирование ТП

и расчет фаз светофорного регулирования, информационных табло и пр.

Бортовые системы в процессе навигации взаимодействуют только с

подсистемой информационного обеспечения, которая получает данные о

прогнозируемых характеристиках ТП от подсистемы управления

дорожным движением. В свою очередь информационная подсистема

информирует последнюю о запланированных маршрутах.

Требуется организационная работа на верхнем уровне по

согласованию разнонаправленных интересов всех сторон, участвующих в

разработке и эксплуатации ИТС, с учетом функциональных требований

групп пользователей и государства.

Рисунок 2 – Построение оптимального маршрута

Архитектура информационной системы — концепция, определяющая

модель, структуру, выполняемые функции и взаимосвязь компонентов

информационной системы. Конструктивно архитектура обычно

определяется как набор ответов на следующие вопросы:

– Что делает система?

– Как эти части взаимодействуют?

– Где эти части размещены?

– На какие части она разделяется?

Подсистема управления дорожным движением

Подсистема информационного обеспечения

дорожного движения

Периферийная подсистема дорожной сети Подсистема ТС

Планирование

действий

БД дорожной

сети

ПО: прогнозирование

пути

Распределени

е ТП по сети

Светофорное

регулировани

БД маршрутной

навигации

Выбор маршрута

Средства

наблюдения и

измерения

Дорожная

информация

Контроль

местоположения

ТС

Динамическое

маршрутное

ориентирование

БД по маршрутам

Формирование информационной системы в ИТС осуществляется по

иерархическому принципу с целью обеспечить возможность наращивания

информационной системы более высокими рангами и ее включения в

качестве подсистемы в обобщающие системы и сети более высокого

порядка, если в этом появится необходимость. Рассмотрим примеры

архитектуры ИТС.

Физическая архитектура (модель физических сущностей ИТС)

разделяет функции, определяемые логической архитектурой, на классы, а

на более низких уровнях — на подсистемы, исходя из функциональной

схожести спецификаций процессов и размещения мест реализации этих

функций.

Физическая архитектура верхнего уровня ИТС США включает 22

подсистемы, относящиеся к 4 классам (пассажиры, центры, ТС, полевое

оборудование), а также определяет типы телекоммуникационных средств,

используемых для обмена информацией между подсистемами [1; 4].

Подсистемы состоят из пакетов оборудования с определенными

функциональными признаками. Пакеты оборудования определены для

поддержки анализа и развертывания, они представляют неделимые

компоненты подсистемы, которые могли бы быть развернуты. Важно

отметить, что национальная концепция США в полном соответствии с

системным подходом определяет, какие функции должна выполнять

подсистема, а не как она должна их выполнять, что открывает пути к

модернизации или даже замены требований к компонентам ИТС.

1.3. Иерархическая структура городского АСУДД, подсистемы

и технологии ИТС

Первый уровень — уровень отдельного транспортного узла. Это,

например, отдельный светофор, парковка, предупреждающие устройства,

т.е. некоторый относительно закрытый объект.

Второй уровень образован транспортными узлами, т.е. это

управление на уровне некоторой области комплексами, созданными на

основе одинаковых технологий, например, светофоры в некотором районе

города, парковки. Подтверждением того, что данный узел входит в область,

является корреляционный анализ, обеспечивающий степень соответствия

транспортных параметров узла модели ТП в области.

Третий уровень представляет собой управление на уровне группы

областей - интегрированная система управления ТП (Integrated Traffic

Management - ITM). Примером являются системы управления ТП на уровне

района или всего города (например, все светофорные объекты города).

Обычно эти системы работают в автоматическом режиме с возможностью

ручного вмешательства диспетчера. В случае чрезвычайных ситуаций

применяются экспертные системы. Комплексом может являться не только

внутригородская система, но система управления автомагистралями.

ИТС составная система, она включает в себя множество разных

подсистем, которые в сумме осуществляют контроль дорожного движения.

Международные аббревиатуры наименования некоторых подсистем

ИТС приведены в Приложении 4. Отдельную группу составляют

подсистемы «полевого» оборудования, в первую очередь система сбора

данных.

Можно выделить две основные группы подсистем:

– работа на транспортном пути (пассажир, ТС);

– управление транспортными процессами (центры управления

работой транспорта, управление на дороге).

Далее рассмотрим некоторые подсистемы в рамках этих групп.

Подсистема сбора данных. Сбор статистических характеристик ТП -

количество проехавших автомобилей, их скорость, загруженность

различных участков дороги и других дорожных данных при помощи

периферийного оборудования. Это позволяет автоматизировать решение

задач, связанных с безопасностью дорожного движения, контролем

транспорта, реализовать алгоритмы регулирования дорожного движения с

учетом реальной дорожно-транспортной обстановки.

Функции:

 распознавание транспортных пробок

 определение типов ТС

 данные о наличии мест на парковках

 данные о метеоусловиях

 данные о пассажиропотоке

 данные о местоположении ОТ

Подсистема фиксации нарушений ПДД. Видеорегистрация

следующих нарушений:

 превышение допустимой скорости движения

 выезд на полосу встречного движения

 запрещенная остановка

 запрещенное движение задним ходом

 проезд запрещенного типа ТС

Все данные о нарушениях ПДД записываются в базу данных и могут

быть использованы ГИБДД.

Подсистема УДД. Служит для контроля работы технических средств

организации дорожного движения. Подсистема включает в себя следующее

периферийное оборудование, с элементами «интеллекта»:

 дорожные знаки

 светофоры

 дорожное полотно

Подсистема информирования. Средства информирования:

 населения (периферийное оборудование, установленное вдоль

дорог, интернет-порталы)

 водителей о дорожной обстановке, о наличии свободных мест

на парковках

 пассажиров ОТ (в частности, о местонахождении ОТ и времени

прибытия)

 руководителей автотранспортных предприятий (мониторинг

местоположения ТС, пассажиропоток, нарушения маршрутов, контроль

интервалов движения между ТС)

 служб экстренного реагирования

Глобальная система позиционирования. Система определения

местоположения любого объекта (в том числе подвижного) в любой точке

земной поверхности на основе сигналов спутников и бортового

оборудования является неотъемлемой частью ИТС.

Мобильные навигационные системы. Системы информирования в

реальном времени прохождения маршрута от пункта отправления до пункта

назначения. Подробнее понятие данных систем рассматривается в

соответствующем разделе настоящего пособия.

Системы предотвращения столкновений. Бортовые автомобильные

системы определения безопасной дистанции при данных дорожных

условиях и скорости движения с некоторыми функциями

непосредственного управления автомобилем. Следует также отметить

диспетчерские системы предотвращения столкновений на воздушном,

железнодорожном и водном (в частности, при дрейфе судов на рейде) видах

транспорта.

Колоссальная эффективность современных АСУДД, подтвержденная

мировой практикой, обусловила широчайшее применение в этих системах

новейших дорогостоящих технологий, к которым в первую очередь следует

отнести технологии динамического информирования участников

движения, адаптивного управления светофорными объектами, фиксации

инцидентов и нарушений и т.п. Применение всех перечисленных

технологий основано на сборе и обработке информации о ТП на

контролируемой УДС в режиме реального времени.

ИТС различаются по применяемым технологиям: от простых систем

автомобильной навигации, регулирования светофоров, систем

регулирования грузоперевозок, различных систем оповестительных знаков

(включая информационные табло), систем распознавания автомобильных

номеров и систем регистрации скорости ТС, до систем видеонаблюдения, а

также систем, интегрирующих информационные потоки и потоки обратной

связи из большого количества различных источников, например, из систем

управления парковками (Parking guidance and information (PGI) systems),

метеослужб, систем разведения мостов и пр.

Сегодня наиболее активно развиваются технологии для транспортной

инфраструктуры и ТС в следующих направлениях:

 управление движением на автомагистралях

 коммерческие автоперевозки

 предотвращение столкновений ТС и безопасность их движения

(например, технология связи в автотранспорте «от-автомобиля-к-

автомобилю»)

 электронные системы оплаты транспортных услуг

 управление при чрезвычайных обстоятельствах

 управление движением на основной уличной сети

 управление ликвидацией последствий ДТП

 управление информацией

 интермодальные грузовые перевозки

 контроль погоды на автодорогах

 эксплуатация автодорог

 управление общественным транспортом

 информация для участников движения

Виды технологий: телематические технологии,

телекоммуникационная технология (WiMAX), вычислительные технологии,

технология моделирования, технология обработки больших объемов

данных, мобильные операционные системы

Отходя от технологий разберёмся какие существуют технические

средства ИТС. Комплекс технических средств, применяемых в системах

управления дорожным движением в составе ИТС, состоит из детекторов

транспорта, дорожных контролеров, устройств передачи данных,

образующих управляющий вычислительный комплекс системы, средств

диспетчерского контроля и управления движением.

Важнейшее место в списке технических средств ИТС занимают

разнообразные средства сбора первичной информации, позволяющие

формировать статистику загрузки транспортной сети, а также позволяющие

оценивать степень насыщения ТП в реальном времени. Детекторы

транспорта (ДТ), сопровождающая их техника связи, обработки и анализа

данных, занимают центральное место в аппаратно-программном комплексе

АСУДД.В настоящее время в конструкциях ДТ применяются не менее 13

различных технологий измерения параметров, но наибольшее

распространение получили индукционные (петлевые), радиолокационные и

видеодетекторы.

Применимость инфракрасных ДТ в последние годы сокращается, а

магнитных — возрастает. Представляется, что скоро магнитные ДТ войдут

в «большую тройку», несколько потеснив петлевые. В странах с «мягкой»

зимой, для которых характерно многократное повторение циклов

замерзания-оттаивания, распространяются детекторы, установка которых

не требует нарушения целостности дорожного полотна (радиолокационные

и видео). Использование ДТ, устанавливаемых непосредственно в

дорожное полотно (петлевых и магнитных), сокращается ввиду их

недостаточного ресурса в таких климатических условиях. Последние

исследования, проведенные в США, определили 50%-ный

эксплуатационный ресурс петлевых детекторов в диапазоне 6–12 месяцев.

При этом точность измерения параметров в ряде случаев изменялась от 1%

(паспортная величина) до 30 %. Для сравнения: реальная долговременная

точность радарных и видеодетекторов «дрейфует» в диапазоне от 5 %

(паспортная величина) до 15 %. Следует отметить, что точность

детектирования, с точки зрения эффективности генерации управляющих

воздействий, в АСУДД имеет первостепенное значение. И радарные, и

видеодетекторы, так же, как и петлевые, используются для управления

светофорными контроллерами в адаптивных системах. При этом первые,

измеряющие параметры транспортного потока по полосам, используются в

качестве путевых (стратегических). Недостатком видеодетекции является

необходимость периодической очистки линз видеокамер, однако

современные низко адгезионные покрытия стекол и специально

оборудованные корпуса упрощают процедуру техобслуживания.

Видеодетекторы обычно на 15–35 % дороже, чем радиолокационные, но

зато они позволяют дополнительно контролировать ситуацию в конкретных

зонах дороги, что требуется для адаптивного управления.